RU2487333C1

RU2487333C1 - Turbojet, method of turbojet testing (versions) and method of turbojet production method of turbojet industrial production, and method of turbojet operation

Info

Publication number: RU2487333C1
Application number: RU2012114328/06A
Authority: RU
Inventors: Евгений Ювенальевич Марчуков; Виктор Викторович Куприк; Андрей Леонидович Киселев; Николай Павлович Селиванов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн")
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2013-07-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: tests are performed with measurements of engine parameters at various operating conditions within programmed range of flight modes for particular engine range to reference measured parameters to standard atmospheric conditions with due allowance for variation of working body properties and geometric characteristics of engine wheel space. For this, engine mathematical model is premade and corrected using the results of sufficient quantity of engines to define engine parameters at standard atmospheric conditions and various temperatures with the volume of accepted program. Actual magnitudes of parameters are referenced to standard magnitudes to compute correction factors for measured parameters. The latter are reduced by multiplying measured magnitudes by deviation of actual magnitude from standard value with due allowance for correction factors. Developed versions of tests are applicable for development, pilot and industrial production, commercial production and in operation of aircraft engines.

EFFECT: higher accuracy and reliability of defining engine important parameters in wide range of climatic temperature conditions, lower labour input, power savings, longer life.

9 cl

Description

Группа изобретений, связанных единым творческим замыслом, относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным двигателям типа турбореактивных, способам их испытания, опытного и промышленного производства и эксплуатации.A group of inventions related by a single creative concept relates to the field of aircraft engine manufacturing, namely to turbojet aircraft engines, their testing methods, experimental and industrial production and operation.

Известен турбореактивный двигатель, который выполнен двухконтурным, содержит корпус, опертые на него компрессоры и турбины, охлаждаемую камеру сгорания, топливно-насосную группу, реактивные сопла и систему управления с командными и исполнительными органами (Шульгин В.А., Гайсинский С.Я. Двухконтурные турбореактивные двигатели малошумных самолетов. М.: Машиностроение, 1984, стр.17-120).A well-known turbojet engine, which is double-circuit, contains a housing supported by compressors and turbines, a cooled combustion chamber, a fuel-pump group, jet nozzles and a control system with command and executive bodies (Shulgin V.A., Gaysinsky S.Ya. Double-circuit turbojet engines of low-noise aircraft. Moscow: Mashinostroenie, 1984, pp. 17-120).

Известен способ разработки и испытаний авиационных турбореактивных двигателей, заключающийся в измерении параметров по режимам работы двигателя и приведении их к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части двигателя при изменении атмосферных условий (Ю.А.Литвинов, В.О.Боровик. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1979, стр.136-137).There is a known method for the development and testing of aircraft turbojet engines, which consists in measuring parameters according to engine operating conditions and bringing them to standard atmospheric conditions, taking into account changes in the properties of the working fluid and the geometric characteristics of the engine’s flow part when atmospheric conditions change (Yu.A. Litvinov, V.O. . Borovik. Characteristics and operational properties of aircraft turbojet engines. M.: Mashinostroenie, 1979, pp. 136-137).

Известен способ разработки и испытаний авиационных двигателей типа турбореактивных, включающий отработку заданных режимов, контроль параметров и оценку по ним ресурса и надежности работы двигателя. С целью сокращения времени испытаний при доводке двигателей 10-20% испытания проводят с температурой газа перед турбиной, превышающей максимальную рабочую температуру на 45-65°С (SU 1151075 А1, опубл. 10.08.2004).A known method for the development and testing of aircraft engines such as turbojet, including the development of specified modes, parameter monitoring and evaluation of resource and reliability of the engine. In order to reduce the test time during engine refinement of 10-20%, tests are carried out with the gas temperature in front of the turbine exceeding the maximum operating temperature by 45-65 ° C (SU 1151075 A1, publ. 10.08.2004).

Известен способ промышленного производства авиационных двигателей типа турбореактивных, включающее изготовление и заводскую сборку силовых, контролирующих, командных и исполнительных агрегатов, блоков и систем двигателя, включая компрессоры, турбины, камеры сгорания, воздушную, топливную и масляную системы и систему управления двигателем (Богуслаев В.А., Качан А.Я., Долматов А.И., Мозговой В.Ф., Кореневский Е.Я. Технология производства авиационных двигателей Запорожье. Изд. Мотор Сич, 2009 [учеб.]; Ч.4 Сборка авиационных двигателей, раздел 3, с.26-61.A known method of industrial production of aircraft engines such as turbojet, including the manufacture and factory assembly of power, control, command and executive units, engine blocks and systems, including compressors, turbines, combustion chambers, air, fuel and oil systems and engine control system (Boguslaev V. A., Kachan A.Ya., Dolmatov A.I., Mozgovoy V.F., Korenevsky E.Ya. Production technology of aircraft engines Zaporozhye, Motor Sich Publishing House, 2009 [textbook]; Part 4 Assembly of aircraft engines, section 3, p.26 -61.

Известен способ эксплуатации авиационных двигателей типа ТРД, включающий, операции подготовки к работе, периодическое включение, работу двигателя, периодическое обслуживание, текущие и капитальный ремонты (Ю.А.Литвинов, В.О.Боровик. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1979, с.136-137).A known method of operating aircraft engines such as turbojet engines, including operations for preparing for operation, periodic switching on, engine operation, periodic maintenance, repair and overhaul (Yu.A. Litvinov, V.O. Borovik. Characteristics and operational properties of aircraft turbojet engines. M .: Engineering, 1979, p.136-137).

Общими недостатками указанных известных технических решений являются повышенная трудо- и энергоемкость испытаний и недостаточно высокая надежность оценки тяги двигателя в широком диапазоне режимов и региональных температурно-климатических условий эксплуатации вследствие неотработанности программы приведения конкретных результатов испытаний, выполняемых в различных температурных и климатических условиях, к результатам, отнесенным к стандартным условиям атмосферы известными способами, которые не учитывают с достаточной корректностью изменение параметров и режимов работы двигателя в зависимости от принятых программ, адекватных полетным циклам, характерным для конкретного назначения разрабатываемого, серийно производимого авиационного турбореактивного двигателя, что осложняет возможность приведения экспериментальных параметров испытаний к параметрам, соответствующим условиям стандартной атмосферы на каждой из стадий доводки, опытного и промышленного, серийного производства и эксплуатации авиационных двигателей.Common shortcomings of these known technical solutions are the increased labor and energy intensity of tests and the insufficiently high reliability of engine traction assessment in a wide range of modes and regional temperature and climate operating conditions due to the inadequacy of the program to bring specific test results performed in various temperature and climatic conditions to the results referred to standard atmospheric conditions by known methods that are not taken into account with sufficient accuracy it is possible to change the parameters and operating modes of the engine depending on the adopted programs that are adequate to the flight cycles characteristic of the specific purpose of the developed, commercially produced aircraft turbojet engine, which complicates the ability to bring the experimental test parameters to the parameters corresponding to the conditions of the standard atmosphere at each of the stages of fine-tuning and industrial, mass production and operation of aircraft engines.

Задача изобретения заключается в повышении надежности определения получаемых при испытаниях данных о статистических границах и возможных изменениях величины тяги авиационных турбореактивных двигателей на всех этапах от разработки до серийного промышленного производства и эксплуатации по различным программам и в различных температурно-климатических условиях, а также в обеспечении возможности корректного приведения полученных результатов к стандартным условиям атмосферы и через них к любым другим реальным температурным и климатическим условиям с учетом принятых программ управления двигателем и в повышении репрезентативности результатов испытаний для полного диапазона перечисленных ситуаций применительно к полетным циклам двигателя в учебных и боевых условиях в различных регионах и сезонных периодах эксплуатации.The objective of the invention is to increase the reliability of determining test data on statistical boundaries and possible changes in the thrust of aircraft turbojet engines at all stages from development to mass production and operation under various programs and in various temperature and climate conditions, as well as to ensure the possibility of correct bringing the results to standard atmospheric conditions and through them to any other real temperature and climate eskim conditions taking into account taken engine control programs and to increase the representativeness of the test results for the full range of these situations in relation to the flight motor cycles in training and combat conditions in different regions and seasonal periods of operation.

Поставленная задача в части способа испытания турбореактивного двигателя по первому варианту решается тем, что согласно изобретению проводят испытания турбореактивного двигателя с измерением параметров его работы на различных режимах, параметры которых находятся в пределах параметров запрограммированного для конкретной серии двигателей диапазона полетных режимов, и осуществляют приведение полученных параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части турбореактивного двигателя при изменении атмосферных условий, при этом предварительно создают математическую модель турбореактивного двигателя, корректируют ее по результатам стендовых испытаний репрезентативного количества, обычно от трех до пяти, турбореактивных двигателей одной серии, а затем по математической модели определяют параметры турбореактивного двигателя при стандартных атмосферных условиях и различных температурах атмосферного воздуха из заданного рабочего диапазона температур стендовых испытаний с учетом принятой программы регулирования двигателя на максимальных и форсированных режимах, причем фактические значения параметров при конкретных температурах атмосферного воздуха каждого режима испытаний относят к значениям параметров при стандартных атмосферных условиях и вычисляют поправочные коэффициенты к измеренным параметрам в зависимости от температуры атмосферного воздуха, причем приведение измеренных параметров к стандартным атмосферным условиям осуществляют умножением измеренных значений на коэффициенты, учитывающие отклонение атмосферного давления от стандартного, и на поправочный коэффициент, отражающий зависимость от температуры атмосферного воздуха, зарегистрированной при конкретных испытаниях, анализируют полученные результаты и, с учетом полученных данных, выполняют последующий цикл испытаний с наибольшим нагружением испытуемого турбореактивного двигателя, включающем быстрый выход на максимальный или полный форсированный режим, быстрый сброс на режим малого газа с возможностью останова двигателя.The problem in terms of the method for testing a turbojet engine according to the first embodiment is solved by the fact that according to the invention, a turbojet engine is tested with its operation parameters measured in various modes, the parameters of which are within the parameters of the range of flight modes programmed for a specific series of engines, and the obtained parameters are reduced to standard atmospheric conditions, taking into account changes in the properties of the working fluid and the geometric characteristics of the flowing part parts of a turbojet engine when atmospheric conditions change, at the same time a mathematical model of a turbojet engine is preliminarily created, corrected according to the results of bench tests of a representative number, usually from three to five, of one series of turbojet engines, and then the parameters of a turbojet engine under standard atmospheric conditions are determined by a mathematical model and various temperatures of atmospheric air from the set operating temperature range of bench tests taking into account pr of a coherent engine control program at maximum and forced modes, and the actual parameter values at specific atmospheric air temperatures of each test mode are assigned to the parameter values under standard atmospheric conditions and correction factors are calculated for the measured parameters depending on the atmospheric air temperature, and the measured parameters are brought to standard atmospheric conditions are carried out by multiplying the measured values by coefficients that take into account the deviation the atmospheric pressure depending on the standard, and on the correction factor, which reflects the dependence on the temperature of the atmospheric air recorded during specific tests, analyze the results and, taking into account the data obtained, perform the next test cycle with the greatest load of the turbojet under test, including a quick exit to maximum or full forced mode, quick reset to idle mode with the ability to stop the engine.

Поставленная задача в части способа испытания турбореактивного двигателя по второму варианту решается тем, что согласно изобретению проводят испытания турбореактивного двигателя с измерением параметров его работы на различных режимах, параметры которых находятся в пределах параметров запрограммированного для конкретной серии двигателей диапазона полетных режимов, и осуществляют приведение полученных параметров к стандартным атмосферным условиям с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части турбореактивного двигателя при изменении атмосферных условий, при этом предварительно создают математическую модель турбореактивного двигателя, корректируют ее по результатам стендовых испытаний репрезентативного количества, обычно от трех до пяти, турбореактивных двигателей одной серии, а затем по математической модели определяют параметры турбореактивного двигателя при стандартных атмосферных условиях и различных температурах атмосферного воздуха из заданного рабочего диапазона температур стендовых испытаний с учетом принятой программы регулирования двигателя на максимальных и форсированных режимах, причем фактические значения параметров при конкретных температурах атмосферного воздуха каждого режима испытаний относят к значениям параметров при стандартных атмосферных условиях и вычисляют поправочные коэффициенты к измеренным параметрам в зависимости от температуры атмосферного воздуха, причем приведение измеренных параметров к стандартным атмосферным условиям осуществляют умножением измеренных значений на коэффициенты, учитывающие отклонение атмосферного давления от стандартного, и на поправочный коэффициент, отражающий зависимость от температуры атмосферного воздуха, зарегистрированной при конкретных испытаниях, анализируют полученные результаты и, с учетом полученных данных, выполняют последующий цикл испытаний с наибольшим нагружением испытуемого турбореактивного двигателя, включающем быстрый выход на максимальный или полный форсированный режим, быстрый сброс на режим малого газа с возможностью останова двигателя, причем быстрый выход на максимальный или форсированный режим, по меньшей мере, на части общего испытательного цикла осуществляют в темпе приемистости и сброса применительно к полетным циклам для боевого и учебного применения турбореактивного двигателя.The task in part of the method for testing a turbojet engine according to the second embodiment is solved by the fact that according to the invention, a turbojet engine is tested with its operation parameters measured in different modes, the parameters of which are within the parameters of the flight mode range programmed for a specific series of engines, and the obtained parameters are reduced to standard atmospheric conditions, taking into account changes in the properties of the working fluid and the geometric characteristics of the flowing part parts of a turbojet engine when atmospheric conditions change, at the same time a mathematical model of a turbojet engine is preliminarily created, corrected according to the results of bench tests of a representative number, usually from three to five, of one series of turbojet engines, and then the parameters of a turbojet engine under standard atmospheric conditions are determined by a mathematical model and various temperatures of atmospheric air from the set operating temperature range of bench tests taking into account pr of a coherent engine control program at maximum and forced modes, and the actual parameter values at specific atmospheric temperatures of each test mode are assigned to the parameter values under standard atmospheric conditions and correction factors are calculated for the measured parameters depending on the atmospheric air temperature, and the measured parameters are brought to standard atmospheric conditions are carried out by multiplying the measured values by coefficients that take into account the deviation the atmospheric pressure depending on the standard, and on the correction factor, which reflects the dependence on the temperature of the atmospheric air recorded during specific tests, analyze the results and, taking into account the data obtained, perform the next test cycle with the highest load of the turbojet under test, including a quick exit to maximum or full forced mode, quick reset to idle mode with the ability to stop the engine, and a quick exit to maximum or force ovanny mode, at least for part of the total test cycle is carried out at a pace of pickup and dumping with respect to the flight cycles to combat and training applications turbojet.

Поставленная задача в части способа производства турбореактивного двигателя решается тем, что согласно изобретению проектируют и/или осуществляют привязку с необходимыми изменениями и/или усовершенствованиями ранее разработанного проектного решения, под заданные параметры разрабатываемого турбореактивного двигателя, изготавливают опытный образец и производят испытания любым описанным выше способом испытания на соответствие заданным параметрам двигателя, проводят доводку, устраняют выявленные недостатки и несоответствия разрабатываемому решению и проводят испытания на определение фактических характеристик двигателя, по завершении программы испытаний анализируют полученные результаты, устраняют выявленные недостатки, при необходимости вносят изменения в конструкцию или в отдельные узлы ТРД и считают опытный образец выполненным и соответствующим заданной программе.The problem in terms of the method of manufacturing a turbojet engine is solved by the fact that according to the invention, they design and / or carry out the binding with the necessary changes and / or improvements of the previously developed design solution, under the given parameters of the developed turbojet engine, a prototype is made and tested using any test method described above for compliance with the specified engine parameters, carry out fine-tuning, eliminate identified shortcomings and inconsistencies This solution is carried out and tests are carried out to determine the actual characteristics of the engine, at the end of the test program, they analyze the results obtained, eliminate the identified shortcomings, if necessary, make changes to the design or to individual components of the turbojet engine and consider the prototype to be completed and corresponding to the given program.

Поставленная задача в части турбореактивного двигателя решается тем, что двигатель согласно изобретению выполнен двухконтурным, содержит корпус, опертые на него турбины и компрессоры с роторами, по меньшей мере, одну охлаждаемую камеру сгорания, топливно-насосную группу, гидравлические топливную и масляную систему, реактивное сопло, по меньшей мере, которое выполнено с изменяющимся критическим сечением, и систему управления с командным и исполнительными органами, при этом двигатель испытан любым описанным выше способом испытания на определение фактических характеристик ресурса и надежности двигателя, по меньшей мере, на одной из стадий, а именно на стадиях доводки, либо в составе партии двигателей серийного промышленного производства, и/или испытан в процессе эксплуатации после капитального ремонта.The problem in terms of a turbojet engine is solved by the fact that the engine according to the invention is double-circuit, contains a housing, turbines supported by compressors with rotors, at least one cooled combustion chamber, a fuel-pumping group, a hydraulic fuel and oil system, a jet nozzle at least, which is made with a changing critical cross section, and a control system with command and executive bodies, while the engine is tested by any of the op test methods described above The determination of the actual characteristics of the resource and the reliability of the engine, at least at one of the stages, namely at the final stages of development, or as part of a batch of engines of serial industrial production, and / or was tested during operation after overhaul.

При этом турбореактивный двигатель может быть выполнен двухвальным и снабжен форсажной камерой.In this case, the turbojet engine can be double-shaft and equipped with a afterburner.

Турбореактивный двигатель может быть выполнен трехвальным, содержит компрессоры и турбины низкого, среднего и высокого давлений и реактивное сопло с изменяемым вектором тяги.A turbojet engine can be made three-shaft, contains compressors and turbines of low, medium and high pressure and a jet nozzle with a variable thrust vector.

Гидравлическая масляная система двигателя может быть оснащена двумя насосными группами, разводками маслопровода и форсунками, подающими смазочную жидкость к трущимся узлам, в том числе с возможностью обеспечения без перебойного снабжения узлов смазочной жидкостью, в том числе в режимах перевернутого полета летательного аппарата и соответствующего положения двигателя.The hydraulic oil system of the engine can be equipped with two pumping groups, oil piping and nozzles that supply lubricating fluid to the rubbing units, including with the possibility of providing lubricant-free supply of units to the units, including in the aircraft’s inverted flight mode and the corresponding engine position.

Поставленная задача в части способа промышленного производства турбореактивного двигателя решается тем, что согласно изобретению осуществляют, по меньшей мере, заводскую сборку двигателя, при этом монтируют корпус и силовые агрегаты двигателя, включая компрессоры, турбины, не менее чем одну камеру сгорания, реактивное сопло, воздушную, а также топливную и масляную гидравлические системы, мониторинговые, командные и исполнительные элементы, блоки и агрегаты системы управления, и производят стендовые испытания любым описанным выше способом испытания промышленно собранного серийного двигателя, в составе которых производят определение фактического ресурса и надежности работы двигателя и осуществляют проверку результатов на соответствие заданным значениям с последующим переводом результатов испытаний, полученных в конкретных атмосферно-климатических условиях, к значениям, соответствующим стандартным атмосферным условиям, с возможностью последующего пересчета конечных результатов, при необходимости, применительно к любым другим требуемым атмосферно-климатическим условиям, для работы в которых предназначен тот или иной серийный двигатель или партия одновременно произведенных идентичных турбореактивных двигателей с возможностью внесения указанных сведений в техническую документацию двигателя.The problem is solved in part of the method of industrial production of a turbojet engine is solved by the fact that according to the invention, at least the factory assembly of the engine is carried out, while the engine body and power units are mounted, including compressors, turbines, at least one combustion chamber, a jet nozzle, an air nozzle as well as fuel and oil hydraulic systems, monitoring, command and actuating elements, blocks and units of the control system, and perform bench tests using any of the methods described above tests of an industrially assembled serial engine, which include determining the actual resource and reliability of the engine and checking the results for compliance with the specified values, followed by the translation of the test results obtained in specific atmospheric and climatic conditions to the values corresponding to standard atmospheric conditions, with the possibility subsequent recounting of the final results, if necessary, in relation to any other atmospheric and climatic requirements m the conditions for which this or that serial engine or a batch of simultaneously produced identical turbojet engines is intended with the possibility of entering the specified information into the technical documentation of the engine.

Поставленная задача в части способа эксплуатации турбореактивного двигателя решается тем, что способ согласно изобретению включает проверку готовности двигателя к работе перед каждым запуском, производят запуск, прогрев и вывод двигателя на рабочие режимы, предусмотренные регламентом, останов двигателя, периодически производят профилактические осмотры и текущие, а также, по меньшей мере, один капитальный ремонт, при этом после капитального ремонта турбореактивный двигатель подвергают стендовым испытаниям любым описанным выше способом испытания на определение фактического ресурса и надежности работы двигателя и соответствия требуемым параметрам с приведением результатов испытаний к условиям стандартной атмосферы, при необходимости производят послеремонтную доводку и/или выполняют повторные испытания, и пересчет результатов на заданные температуры и режимы послеремонтной эксплуатации с использованием математической модели турбореактивного двигателя и приемов приведения параметров любым описанным выше способом испытания.The problem in terms of the method of operation of a turbojet engine is solved by the fact that the method according to the invention includes checking the engine is ready for operation before each start, start, warm up and bring the engine to operating modes specified in the regulations, engine shutdown, periodical and routine inspections, and at least one major overhaul, and after overhaul, the turbojet engine is subjected to bench tests using any of the methods described above. tests to determine the actual life and reliability of the engine and compliance with the required parameters, bringing the test results to the conditions of a standard atmosphere, if necessary, perform post-repair tuning and / or perform repeated tests, and recalculate the results to the set temperatures and post-repair modes using the mathematical model of a turbojet engine and methods of bringing parameters by any test method described above.

Технический результат, обеспечиваемый разработанной совокупностью объектов и признаков группы изобретений, состоит в обеспечении повышенной надежности испытательно-вычислительного определения тяги и других важнейших эксплуатационных характеристик авиационных турбореактивных двигателей за счет менее энерго- и трудоемкого получения и более корректного приведения экспериментально полученных параметров двигателя к параметрам, соответствующим стандартным атмосферным условиям, и в повышении репрезентативности результатов испытаний для полного диапазона полетных циклов в климатических условиях различных регионов с учетом посезонного варьирования эксплуатации двигателя. Это достигают тем, что перед проведением испытаний создают математическую модель двигателя. Проводят испытания репрезентативного количества трех-пяти двигателей по разработанной программе и спектру режимов испытаний. По результатам испытаний корректируют математическую модель, посредством которой на базе последующих испытаний при конкретных температурах определяют параметры двигателя при стандартных атмосферных условиях и различных температурах в объеме принятой программы. Фактические значения параметров относят к стандартным, вычисляют поправочные коэффициенты к измеренным параметрам, причем приведение последних осуществляют умножением измеренных значений на отклонение факта от нормы с учетом поправочных коэффициентов. Это позволяет упростить последующие испытания, повысить корректность и расширить репрезентативность оценки важнейших характеристик, в первую очередь, тяги на всех этапах доводки, опытного и серийного промышленного производства и летной эксплуатации турбореактивных двигателей с корректным распространением репрезентативных оценок на широкий диапазон региональных и сезонных условий последующей летной эксплуатации двигателей, выполняемой в соответствии с изобретением.The technical result provided by the developed set of objects and features of the group of inventions is to provide increased reliability of the test-computational determination of thrust and other most important operational characteristics of aircraft turbojet engines due to less energy- and labor-intensive production and more correct reduction of experimentally obtained engine parameters to parameters corresponding to standard atmospheric conditions, and in increasing the representativeness of the test results for the full range of flight cycles in the climatic conditions of different regions, taking into account the seasonal variation in engine operation. This is achieved by creating a mathematical model of the engine before testing. A representative amount of three to five engines is tested according to a developed program and a range of test modes. According to the test results, the mathematical model is corrected, by which, based on subsequent tests at specific temperatures, the engine parameters are determined under standard atmospheric conditions and various temperatures in the volume of the adopted program. Actual parameter values are referred to standard, correction factors are calculated to the measured parameters, and the latter are adjusted by multiplying the measured values by the deviation of the fact from the norm taking into account correction factors. This allows us to simplify subsequent tests, increase the correctness and expand the representativeness of the assessment of the most important characteristics, primarily thrust at all stages of development, pilot and serial industrial production and flight operation of turbojet engines with the correct distribution of representative estimates to a wide range of regional and seasonal conditions for subsequent flight operation engines performed in accordance with the invention.

Испытания турбореактивного двигателя проводят на различных режимах с параметрами, которые соответствуют параметрам полетных режимов по программе для конкретной серии двигателей. В процессе испытаний производят замеры и осуществляют приведение полученных значений параметров к стандартным атмосферным условиям. Приведение производят с учетом изменения свойств рабочего тела и геометрических характеристик проточной части турбореактивного двигателя при изменении атмосферных условий. Для этого предварительно создают математическую модель турбореактивного двигателя по типу см., например, Ю.А.Литвинов, В.О.Боровик. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1979, стр.90-91, 106-107. Корректируют ее по результатам стендовых испытаний репрезентативного количества, обычно от трех до пяти, идентичных турбореактивного двигателей одной серии. Затем по математической модели определяют параметры турбореактивного двигателя при стандартных атмосферных условиях и различных температурах атмосферного воздуха в пределах, предусмотренных программой для испытания двигателя на максимальных и форсированных режимах. Причем фактические значения параметров при конкретных температурах атмосферного воздуха каждого режима испытаний относят к значениям параметров при стандартных атмосферных условиях. Вычисляют поправочные коэффициенты к измеренным параметрам в зависимости от температуры атмосферного воздуха. Приведение измеренных параметров к стандартным атмосферным условиям осуществляют умножением измеренных значений на коэффициенты, учитывающие отклонение атмосферного давления от стандартного, и поправочный коэффициент, отражающий зависимость измеренных значений параметров от температуры атмосферного воздуха, зарегистрированной при конкретных испытаниях турбореактивного двигателя. Затем с учетом полученных данных выполняют последующий цикл испытаний с наибольшим нагружением двигателя, включающем быстрый выход на максимальный или полный форсированный режим, быстрый сброс на режим малого газа с возможностью останова двигателя.Tests of a turbojet engine are carried out in various modes with parameters that correspond to the parameters of flight modes according to the program for a specific series of engines. In the process of testing, measurements are made and the obtained parameter values are brought to standard atmospheric conditions. The reduction is carried out taking into account changes in the properties of the working fluid and the geometric characteristics of the flow part of the turbojet engine with changing atmospheric conditions. To do this, preliminarily create a mathematical model of a turbojet engine of the type see, for example, Yu.A. Litvinov, V.O. Borovik. Characteristics and operational properties of aircraft turbojet engines. M.: Mechanical Engineering, 1979, pp. 90-91, 106-107. Correct it according to the results of bench tests of a representative amount, usually from three to five, identical to turbojet engines of the same series. Then, according to a mathematical model, the parameters of a turbojet engine are determined under standard atmospheric conditions and various atmospheric air temperatures within the limits provided by the program for testing the engine at maximum and forced modes. Moreover, the actual parameter values at specific atmospheric air temperatures of each test mode are referred to the parameter values under standard atmospheric conditions. The correction factors for the measured parameters are calculated depending on the temperature of the air. Bringing the measured parameters to standard atmospheric conditions is carried out by multiplying the measured values by coefficients that take into account the deviation of atmospheric pressure from the standard, and a correction factor reflecting the dependence of the measured values of the parameters on the temperature of the atmospheric air recorded during specific tests of a turbojet engine. Then, taking into account the obtained data, a subsequent test cycle is performed with the highest engine load, including a quick exit to the maximum or full forced mode, a quick reset to the idle mode with the possibility of engine shutdown.

В другом варианте испытания турбореактивного двигателя проводят с последовательной совокупностью действий предыдущего варианта. Затем с учетом полученных данных дополнительно выполняют последовательный цикл испытаний с наибольшим нагружением двигателя, включающем быстрый выход на максимальный или полный форсированный режим, быстрый сброс на режим малого газа с возможностью останова двигателя. Быстрый выход на максимальный или форсированный режимы, по меньшей мере, на части общего испытательного цикла осуществляют в темпе приемистости и сброса применительно к полетным циклам для боевого и учебного применения турбореактивного двигателя.In another embodiment, the tests of a turbojet engine are carried out with a sequential set of actions of the previous version. Then, taking into account the data obtained, they additionally perform a sequential test cycle with the highest engine load, including a quick exit to the maximum or full forced mode, a quick reset to the idle mode with the possibility of engine shutdown. A quick exit to the maximum or forced modes, at least on a part of the general test cycle, is carried out at the rate of throttle response and discharge as applied to flight cycles for combat and training use of a turbojet engine.

При необходимости повышения объемной достоверности спектра режимов испытаний, по меньшей мере, до 20% циклов испытания турбореактивного двигателя выполняют без прогрева на режиме малый газ после запуска.If it is necessary to increase the volumetric reliability of the spectrum of test modes, at least up to 20% of the test cycles of a turbojet engine is performed without heating in the idle mode after starting.

В способе производства турбореактивного двигателя проектируют и/или осуществляют привязку с необходимыми изменениями и/или усовершенствованиями ранее разработанного проектного решения, под заданные параметры разрабатываемого турбореактивного двигателя. Изготавливают опытный образец. Производят испытания любым описанным выше способом испытания ТРД на соответствие заданным параметрам двигателя. Проводят доводку, устраняют выявленные недостатки и несоответствия разрабатываемому решению и проводят испытания на определение фактических характеристик двигателя. По завершении программы испытаний анализируют полученные результаты, устраняют выявленные недостатки, при необходимости вносят изменения в конструкцию или в отдельные узлы ТРД и считают опытный образец выполненным и соответствующим заданной программе.In the method of manufacturing a turbojet engine, they design and / or carry out the binding with the necessary changes and / or improvements of the previously developed design solution, under the specified parameters of the developed turbojet engine. Make a prototype. Tests are carried out using any of the methods described above for testing turbojet engines for compliance with specified engine parameters. They carry out fine-tuning, eliminate the identified shortcomings and inconsistencies of the developed solution and conduct tests to determine the actual characteristics of the engine. At the end of the test program, the results are analyzed, the identified deficiencies are eliminated, if necessary, changes are made to the design or to individual components of the turbojet engine and the prototype is considered completed and corresponds to the given program.

Турбореактивный двигатель выполнен двухконтурным, содержит корпус, опертые на него турбины и компрессоры с роторами, по меньшей мере, одну охлаждаемую камеру сгорания, топливно-насосную группу, гидравлические топливную и масляную систему, реактивное сопло, по меньшей мере, которое выполнено с изменяющимся критическим сечением, и систему управления с командным и исполнительными органами. Двигатель испытан любым описанным выше способом испытания на определение фактических характеристик ресурса и надежности двигателя, по меньшей мере, на одной из стадий, а именно на стадиях доводки, либо в составе партии двигателей серийного промышленного производства, и/или испытан в процессе эксплуатации после капитального ремонта.The turbojet engine is double-circuit, contains a housing supported by turbines and compressors with rotors, at least one cooled combustion chamber, a fuel-pump group, a hydraulic fuel and oil system, a jet nozzle, at least, which is made with a changing critical section , and a management system with command and executive bodies. The engine is tested by any test method described above to determine the actual characteristics of the resource and reliability of the engine, at least at one of the stages, namely at the final stages, or as part of a batch of engines of serial industrial production, and / or tested during operation after overhaul .

Вариантно турбореактивный двигатель выполняют двухвальным и оснащают форсажной камерой.Alternatively, the turbojet engine is double-shaft and equipped with an afterburner.

Вариантно турбореактивный двигатель выполняют трехвальным, содержащим компрессоры и турбины низкого, среднего и высокого давлений и реактивное сопло с изменяемым вектором тяги.Variantly, the turbojet engine is performed by a three-shaft engine containing compressors and turbines of low, medium and high pressure and a jet nozzle with a variable thrust vector.

Для обеспечения устойчивой работы в перевернутом положении, характерном для длительного полета летательного аппарата (ЛА) при выполнении фигур высшего пилотажа или в боевых условиях, газотурбинный двигатель может быть оснащен модифицированной гидравлической масляной системой. Такая система снабжена двумя насосными группами, разводками масляных магистралей и системами форсунок, подающих смазочную жидкость к трущимся элементам узлов. Этим обеспечивают возможность бесперебойного снабжения узлов смазочной жидкостью в указанных экстремальных режимах работы двигателя.To ensure stable operation in an inverted position, characteristic of a long flight of an aircraft (LA) when performing aerobatics or in combat conditions, the gas turbine engine can be equipped with a modified hydraulic oil system. Such a system is equipped with two pumping groups, distributions of oil lines and nozzle systems that supply lubricating fluid to the rubbing elements of the nodes. This ensures the possibility of uninterrupted supply of nodes with lubricating fluid in the specified extreme engine operating conditions.

В способе промышленного производства турбореактивного двигателя осуществляют, по меньшей мере, заводскую сборку двигателя. Монтируют корпус и силовые агрегаты двигателя, включая компрессоры, турбины, не менее чем одну камеру сгорания, реактивное сопло, воздушную, а также топливную и масляную гидравлические системы, мониторинговые, командные и исполнительные элементы, блоки и агрегаты системы управления. Производят стендовые испытания любым описанным выше способом испытания промышленно собранного серийного двигателя. В составе испытаний производят определение фактического ресурса и надежности работы двигателя и осуществляют проверку результатов на соответствие заданным значениям с последующим переводом результатов испытаний, полученных в конкретных атмосферно-климатических условиях, к значениям, соответствующим стандартным атмосферным условиям, с возможностью последующего пересчета конечных результатов, при необходимости, применительно к любым другим требуемым атмосферно-климатическим условиям, для работы в которых предназначен тот или иной серийный двигатель или партия одновременно произведенных идентичных турбореактивных двигателей с возможностью внесения указанных сведений в техническую документацию двигателя.In a method for the industrial production of a turbojet engine, at least factory engine assembly is carried out. Mount the engine casing and power units, including compressors, turbines, at least one combustion chamber, a jet nozzle, air, and also fuel and oil hydraulic systems, monitoring, command and executive elements, blocks and units of the control system. Bench tests are carried out using any of the methods described above for testing an industrially assembled serial engine. As part of the tests, the actual resource and reliability of the engine are determined and the results are checked for compliance with the specified values, followed by the translation of the test results obtained in specific atmospheric and climatic conditions to the values corresponding to standard atmospheric conditions, with the possibility of subsequent recalculation of the final results, if necessary , in relation to any other required atmospheric and climatic conditions for which this or that is intended a serial engine or a batch of identical turbojet engines simultaneously produced with the possibility of entering the specified information into the technical documentation of the engine.

Способ эксплуатации турбореактивного двигателя включает проверку готовности двигателя к работе перед каждым запуском. Производят запуск, прогрев и вывод двигателя на рабочие режимы, предусмотренные регламентом, останов двигателя. Периодически производят профилактические осмотры и текущие, а также, по меньшей мере, один капитальный ремонт. После капитального ремонта турбореактивный двигатель подвергают стендовым испытаниям любым описанным выше способом испытания на определение фактического ресурса и надежности работы двигателя и соответствия требуемым параметрам с приведением результатов испытаний к условиям стандартной атмосферы. При необходимости производят послеремонтную доводку и/или выполняют повторные испытания. Производят пересчет результатов на заданные температуры и режимы послеремонтной эксплуатации с использованием математической модели турбореактивного двигателя и приемов приведения параметров любым описанным выше способом.A method of operating a turbojet engine includes checking that the engine is ready for operation before each start. Start, warm up and output the engine to the operating modes provided by the regulations, engine shutdown. Periodically perform preventive examinations and ongoing, as well as at least one overhaul. After major repairs, the turbojet engine is subjected to bench tests using any of the above test methods to determine the actual life and reliability of the engine and compliance with the required parameters, bringing the test results to the conditions of a standard atmosphere. If necessary, post-repair debugging is performed and / or repeated tests are performed. The results are recalculated to predetermined temperatures and after-repair operation using a mathematical model of a turbojet engine and techniques for bringing parameters in any way described above.

Испытания авиационных турбореактивных двигателей производят на этапах доводки, опытного и промышленного производства и эксплуатации следующим образом.Tests of aircraft turbojet engines are carried out at the stages of development, pilot and industrial production and operation as follows.

Пример реализации способа испытания турбореактивного двигателя (ТРД)An example implementation of a test method for a turbojet engine (turbojet engine)

Испытаниям подвергают репрезентативную группу из трех-пяти ТРД. При этом используют предварительно разработанную математическую модель двигателя. Испытания указанной группы ТРД проводят при температуре t_вx=0°C, Ba=745 мм рт.ст.A representative group of three to five turbojet engines is tested. In this case, a previously developed mathematical model of the engine is used. Tests of the indicated group of turbojet engines are carried out at a temperature t _in = 0 ° C, Ba = 745 mm Hg.

По результатам замеров и их статистического обобщения получают значения параметров: усилия тяги двигателя R=985 кгс и частоту вращения n=98,8%.According to the results of measurements and their statistical generalization, the following parameter values are obtained: engine thrust forces R = 985 kgf and rotation speed n = 98.8%.

Для последующей оценки результатов испытаний используют математическую модель двигателя, по которой проводят расчет параметров на различных режимах работы двигателя в диапазоне температур воздуха на входе в двигатель, в том числе и при t_вх=+15°C. Результаты расчета представлены в Табл.1For the subsequent evaluation of the test results, a mathematical model of the engine is used, according to which the parameters are calculated at various engine operating modes in the range of air temperatures at the engine inlet, including at t _in = + 15 ° C. The calculation results are presented in Table 1

Табл.1Table 1 t_вx, °Ct _in , ° C -15-fifteen 00 +15+15 +30+30 Температура на входе в двигательEngine inlet temperature R, кгсR, kgf 10001000 980980 970970 950950 Усилие тягиTraction force n,%n,% Частота вращенияRotation frequency 9898 9999 100one hundred 100one hundred

Сопоставляют полученные выше данные и вычисляют поправочные коэффициенты путем отношения значения параметра при t_вx=+15°C к значениям параметра в заданном диапазоне температур на входе в двигатель (Табл.2)Compare the data obtained above and calculate the correction coefficients by the ratio of the parameter value at t _bx = + 15 ° C to the parameter values in a given temperature range at the engine inlet (Table 2)

Табл.2Table 2 t_вx, °Ct _in , ° C -15-fifteen ±0± 0 +15+15 +30+30 K_r K _r 0,970.97 0,990.99 1one 1,0211,021 K_n K _n 1,021,02 1,011.01 1one 1one

Затем определяют параметры при стандартных атмосферных условиях (МСА)Then determine the parameters under standard atmospheric conditions (MSA)

$R_{М С А} = R \times K_{R} \times \frac{760}{B a} = 985 \times 0,99 \times \frac{760}{745} = 995$

кгс,

R_{M FROM BUT} = R \times K_{R} \times \frac{760}{B a} = 985 \times 0.99 \times \frac{760}{745} = 995

kgf

n_МСА=n×K_n=98,8×1,01=99,79%n _ISA = n × K _n = 98.8 × 1.01 = 99.79%

и вносят полученные данные в сопроводительную документацию соответствующей группы TPД.and enter the data into the accompanying documentation of the corresponding TPD group.

Используют полученные выше параметры ТРД для вычисления соответствующих параметров применительно к температурно-климатическим условиям конкретных районов эксплуатации двигателей в диапазоне рабочих температур наружного воздуха t_вх=±50°С. Экстремальные для указанного диапазона температур значения параметров ТРД, полученные на основе результатов испытаний с использованием математической модели и данных при стандартных атмосферных условиях (МСА), представлены в Табл.3 и Табл.4.The parameters obtained above the turbojet engine are used to calculate the corresponding parameters as applied to the temperature and climatic conditions of specific areas of engine operation in the range of operating outdoor temperatures t _in = ± 50 ° C. Extreme values for the turbojet parameters for the indicated temperature range, obtained on the basis of test results using the mathematical model and data under standard atmospheric conditions (MSA), are presented in Table 3 and Table 4.

Табл.3Table 3 t_вх, °Сt _in ° C Температура на входе в двигательEngine inlet temperature -50-fifty -15-fifteen 00 +15+15 +20+20 +50+50 R, кгсR, kgf Усилие от тягиTraction force 12001200 10001000 980980 970970 950950 900900 n, %n,% Частота вращенияRotation frequency 9696 9898 9999 100one hundred 100one hundred 100one hundred

Табл.4Table 4 t_вх, °Сt _in ° C -50-fifty -15-fifteen 00 +15+15 +20+20 +50+50 K_R K _r 0,810.81 0,970.97 0,990.99 1one 1,0211,021 1,0781,078 K_n K _n 1,0421,042 1,021,02 1,011.01 1one 1one 1one

Из Табл.3 и Табл. 4 видно, что тяга в экстремальном диапазоне температур от (-50)°С до (+50)°С изменяется на одну треть при изменении оборотов на 4%.From Table 3 and Table Figure 4 shows that the thrust in the extreme temperature range from (-50) ° C to (+50) ° C changes by one third with a change in speed of 4%.

Таким образом, изобретение позволяет повысить достоверность результатов испытаний турбореактивных двигателей с учетом принятых программ управления.Thus, the invention improves the reliability of the test results of turbojet engines, taking into account the adopted control programs.

Изложенную выше последовательность испытания ТРД применяют на всех этапах от разработки и доводки до промышленного производства, эксплуатации и капитального ремонта авиационных двигателей.The foregoing test sequence of a turbojet engine is used at all stages from development and development to industrial production, operation and overhaul of aircraft engines.

Claims

1. A method of testing a turbojet engine, characterized in that the turbojet engine is tested with the measurement of its operation parameters in various modes, the parameters of which are within the parameters of the range of flight modes programmed for a specific series of engines, and the obtained parameters are brought into standard atmospheric conditions taking into account changes in the properties of the working fluid and the geometric characteristics of the flow part of a turbojet engine when atmospheric changes conditions, while preliminary creating a mathematical model of a turbojet engine, correcting it according to the results of bench tests of a representative amount, usually from three to five turbojet engines of the same series, and then using the mathematical model determine the parameters of a turbojet engine under standard atmospheric conditions and various atmospheric temperatures from a given operating temperature range of bench tests, taking into account the adopted program of engine regulation at maximum and forced modes, moreover, the actual values of the parameters at specific atmospheric air temperatures of each test mode are related to the values of the parameters under standard atmospheric conditions and correction coefficients are calculated for the measured parameters depending on the atmospheric air temperature, and the measured parameters are brought to standard atmospheric conditions by multiplying the measured values by coefficients taking into account the deviation of atmospheric pressure from the standard, and by correction a coefficient reflecting the dependence on the temperature of atmospheric air recorded during specific tests, analyze the results and, taking into account the data obtained, perform the next test cycle with the greatest load of the turbojet under test, including a quick exit to the maximum or full boost mode, quick reset to small gas with the ability to stop the engine.

2. A method of testing a turbojet engine, characterized in that it tests a turbojet engine with measurements of its operation parameters in various modes, the parameters of which are within the parameters of the range of flight modes programmed for a specific series of engines, and the obtained parameters are brought into standard atmospheric conditions taking into account changes in the properties of the working fluid and geometric characteristics of the flow part of a turbojet engine with a change in atmospheric conditions, while preliminary creating a mathematical model of a turbojet engine, correcting it according to the results of bench tests of a representative amount, usually from three to five turbojet engines of the same series, and then using the mathematical model determine the parameters of a turbojet engine under standard atmospheric conditions and various atmospheric temperatures from a given operating temperature range of bench tests, taking into account the adopted program of engine regulation at maximum and forced modes, and the actual values of the parameters at specific atmospheric temperatures of each test mode are related to the values of the parameters under standard atmospheric conditions and the correction factors are calculated for the measured parameters depending on the temperature of the air, and the measured parameters are brought to standard atmospheric conditions by multiplying the measured values by coefficients taking into account the deviation of atmospheric pressure from the standard, and by correction a coefficient reflecting the dependence on atmospheric air temperature recorded during specific tests, analyze the results and, taking into account the data obtained, perform the next test cycle with the greatest load of the turbojet under test, including a quick exit to maximum or full boost mode, quick reset to small gas with the possibility of engine shutdown, with a quick exit to the maximum or forced mode, at least in part of the total test th cycle is carried out at a pace of pickup and dumping with respect to the flight cycles to combat and training applications turbojet.

3. A method of manufacturing a turbojet engine, characterized in that it is designed and / or coupled with the necessary changes and / or improvements to a previously developed design solution for the given parameters of the developed turbojet engine, a prototype is made and tested by the method according to any one of claims 1 and 2 for compliance with the specified engine parameters, they carry out fine-tuning, eliminate the identified shortcomings and inconsistencies of the developed solution and conduct tests on the actual characteristics of the engine, at the end of the test program, analyze the results obtained, eliminate the identified shortcomings.

4. A turbojet engine, characterized in that it is double-circuit, contains a housing, supported turbines and compressors with rotors, at least one cooled combustion chamber, a fuel-pumping group, hydraulic fuel and oil systems, a jet nozzle, at least , which is made with a changing critical section, and a control system with command and executive bodies, while the engine is tested by the method according to any one of claims 1 and 2 to determine the actual characteristics of the resource and the reliability of the engine at least one of the stages, namely, at the final stages of development, or as part of a batch of engines of serial industrial production, and / or tested during operation after major repairs.

5. The turbojet engine according to claim 4, characterized in that it is made of a twin-shaft and equipped with an afterburner.

6. The turbojet engine according to claim 4, characterized in that it is made of a three-shaft, contains compressors and turbines of low, medium and high pressure and a jet nozzle with a variable thrust vector.

7. The turbojet engine according to claim 4, characterized in that the hydraulic oil system of the engine is equipped with two pumping groups, oil piping and nozzles supplying lubricating fluid to the rubbing units, including, with the possibility of ensuring uninterrupted supply of units with lubricating fluid, including , in the inverted flight modes of the aircraft and the corresponding engine position.

8. A method of industrial production of a turbojet engine, characterized in that at least the factory assembly of the engine is carried out, while the engine body and power units are mounted, including compressors, turbines, at least one combustion chamber, a jet nozzle, an air nozzle, and fuel and oil hydraulic systems, monitoring, command and actuating elements, blocks and units of the control system, and perform bench tests by the method according to any one of claims 1 and 2 of an industrially assembled serial engine Gatel, which determine the actual life and reliability of the engine and check the results for compliance with the specified values, followed by the translation of the test results obtained in specific atmospheric and climatic conditions to the values corresponding to standard atmospheric conditions, with the possibility of subsequent recalculation of the final results, if necessary, in relation to any other required atmospheric and climatic conditions for which that sludge is intended and another serial engine or a batch of simultaneously produced identical turbojet engines with the possibility of entering this information into the technical documentation of the engine.

9. A method of operating a turbojet engine, characterized in that it includes checking that the engine is ready for operation before each start, start, warm up and bring the engine to operating modes specified in the regulations, engine shutdown, periodically perform routine inspections and current, as well as at least at least one overhaul, and after overhaul, the turbojet engine is subjected to bench tests by the method according to any one of claims 1 and 2 to determine the actual resource and reliable If the engine is running and meeting the required parameters, bringing the test results to the conditions of a standard atmosphere, post-repair tuning is carried out if necessary and / or repeated tests are performed, and the results are recalculated to the set temperatures and post-repair operation using the mathematical model of a turbojet engine and methods for adjusting the parameters according to to any of claims 1 and 2.